高速切削過(guò)程的仿真和剪切角規(guī)律的研究.pdf

1、高速切削(HSC)是近二十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，被視為21世紀(jì)切削加工領(lǐng)域研究與應(yīng)用的主流方向。目前由于高速切削機(jī)理還未有定論，絕大多數(shù)的研究基本上是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。由于高速切削設(shè)備非常昂貴，同時(shí)采集獲取切削過(guò)程中的切削力、切削熱、應(yīng)力和應(yīng)變信息存在很大的難度而且金錢和時(shí)間花費(fèi)巨大，這些因素大大的限制了高速切削技術(shù)的研究和推廣。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，以有限單元法為代表的數(shù)值方法來(lái)模擬材料成形加工過(guò)程的技術(shù)已經(jīng)

2、趨于成熟，通過(guò)有限元仿真的方法來(lái)模擬高速切削過(guò)程可以更加直觀的了解高速切削過(guò)程中變形機(jī)理，同時(shí)大大節(jié)省研究的成本和時(shí)間，因此數(shù)值模擬方法極有可能成為未來(lái)研究高速切削技術(shù)的一個(gè)重要的手段。 本論文通過(guò)研究高速切削有限元仿真中一些關(guān)鍵技術(shù)，建立合理的高速切削有限元模型，并在此模型基礎(chǔ)上對(duì)切削過(guò)程中第一變形區(qū)的剪切角和應(yīng)變硬化層變化規(guī)律進(jìn)行了研究。本文首先研究了韌性斷裂模型對(duì)于高速切削模擬結(jié)果的影響；對(duì)前刀面上刀—屑摩擦機(jī)理進(jìn)行分析，

3、在原有分段摩擦模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，提出了另外兩種改進(jìn)后的摩擦模型，并分析了不同摩擦模型對(duì)于仿真結(jié)果的影響；同時(shí)還分析了不同刀尖鈍角對(duì)于仿真切削力以及進(jìn)給抗力的影響。 通過(guò)上述幾部分的研究建立起一個(gè)比較合理的有限元模型，在這個(gè)模型的基礎(chǔ)上研究了高速切削過(guò)程中各種參數(shù)對(duì)于剪切角的影響，同時(shí)結(jié)合金屬切削力學(xué)理論，研究了高速切削狀態(tài)下剪切角與摩擦角以及刀具前角間的關(guān)系。然后在Oxley材料應(yīng)變強(qiáng)化切削模型基礎(chǔ)上，通過(guò)分析不同切削速度